[發(fā)明專利]一種巨電流變液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710032603.3
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106753722B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 張磊;程昱川;鮑靜靜;劉雅嬌;孫愛華;許高杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10N40/16;C10N20/02
• 代理公司: 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 馬思敏;王正君

本發(fā)明提供了一種巨電流變液及其制備方法。所述巨電流變液包括：分散相微/納米混合顆粒，所述微/納米混合顆粒為納米介電顆粒和微米介電顆粒的混合顆粒；和分散介質(zhì)，所述分散介質(zhì)是絕緣液體；其中，所述微/納米混合顆粒均勻混合在所述分散介質(zhì)中。所述巨電流變液零場粘度低、電流變效率高，制備方法簡單易行，成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電流變液制備領(lǐng)域，具體地，涉及一種巨電流變液及其制備方法。

背景技術(shù)

電流變液是一種由介電顆粒分散在絕緣液體中形成的懸浮液。在外加電場下，這些分散于其中的介電顆粒會被迅速極化排列并形成鏈狀或柱狀的結(jié)構(gòu)，這種性質(zhì)可以增加電流變液的粘度甚至使其由液體狀態(tài)變?yōu)楣腆w狀態(tài)。電流變液在不同外加電場作用下的這種粘度的改變以及液固狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是很迅速的過程并且是可逆的。由于其粘度可控且響應時間很短，電流變液在許多領(lǐng)域都引起了較大的關(guān)注，如離合器、減震器件、顯示器以及人體肌肉模擬器等等。2003年，香港科技大學的溫維佳等在納米鈦酸鋇顆粒外包覆極性尿素分子層，獲得的電流變液靜態(tài)屈服強度比傳統(tǒng)電流變液高一個數(shù)量級以上。這種突破傳統(tǒng)電流變液屈服強度理論極限的新型電流變液被稱為巨電流變液(Giantelectrorheological fluids)。

根據(jù)極性分子電流變理論，屈服應力與顆粒尺寸大小呈現(xiàn)負相關(guān)性的。因此，現(xiàn)有的巨電流變液的分散相材料多為納米增強顆粒。然而在同樣固含量情況下，由納米增強顆粒構(gòu)成的電流變液的流動性差，致使電流變效率較低，場致力調(diào)節(jié)范圍?。辉龃蠓稚⑾嗖牧系念w粒尺寸或降低固含量，又會使屈服應力的大幅下降。目前，巨電流變液的低電流變效率已成為阻礙其應用的瓶頸。

綜上所述，目前尚缺乏一種具有高電流變效率的巨電流變液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有高電流變效率的巨電流變液及其制備方法，所述巨電流變液零場粘度低、電流變效率高，制備方法簡單易行，成本低廉。

在本發(fā)明的第一方面，提供了一種巨電流變液，所述巨電流變液包括：分散相微/納米混合顆粒，所述微/納米混合顆粒為納米介電顆粒和微米介電顆粒的混合顆粒；和分散介質(zhì)，所述分散介質(zhì)是絕緣液，且所述絕緣液體的介電常數(shù)為1-10(20℃,10^-2Hz)，電導率為10^-10～10^-15(Ω·cm)^-1；其中，所述微/納米混合顆粒均勻混合在所述分散介質(zhì)中。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒是一維介電微米顆粒。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒是介電常數(shù)為100-6000(20℃,10^-2Hz)的介電材料的微米顆粒。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒是介電常數(shù)為100-1000(20℃,10^-2Hz)的介電材料的微米顆粒。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒為選自下組的顆粒：鈦氧基化合物顆粒和/或含有鈦氧基化合物的顆粒。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒為包覆鈦氧基化合物的顆粒。

在另一優(yōu)選例中，所述鈦氧基顆粒選自下組：無機鈦氧化物顆粒、有機羧酸鈦鹽顆粒，或其組合。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒為草酸氧鈦鈣、Fe₂O₃@TiO₂復合顆粒，或其組合。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒的長度為0.5-10μm。

在另一優(yōu)選例中，所述微米介電顆粒的長度為1-4μm。

在另一優(yōu)選例中，所述一維微米介電顆粒選自下組：紡錘狀顆粒、棒狀顆粒、橢球狀顆粒，或其組合。